一种适用于大功率空气透平的末级动叶片结构、叶片组制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于大功率空气透平的末级动叶片结构及叶片组，包含叶身、中间体、叶根及用于使叶片形成整圈互锁的阶梯状围带。围带包含双工作面卡槽，双向防止中上部叶型相对于叶根产生扭转，其中，短工作面用于抑制离心力对中上部叶型的扭转回复作用，长工作面用于抑制空负荷或低负荷工况下鼓风产生的气流激振，从而降低叶片的动应力；整圈互锁后俯视图围带无缺口，避免运行过程中产生鼓风损失；围带子午剖面为阶梯型，多道密封齿可以有效减小叶顶泄漏损失。本发明专利技术的末级动叶片具有能量转换效率高、运行可靠性高、加工工艺简单、装配方便快捷、成本低等特点，适用于40MW及更高功率等级的压缩空气储能或其它余压余热能量回收系统透平。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于大功率空气透平的末级动叶片结构、叶片组
本专利技术属于轴流式叶轮机械领域，涉及一种轴流式叶轮机械的叶片结构，具体地说是一种适用于大功率等级空气透平的末级动叶片结构及包含该末级动叶片的叶片组。
技术介绍
为解决常规电力系统在发电、输配电及用电环节存在的匹配问题，提高其经济性和安全性，近年来，具有效率高、对环境友好、可大规模应用、不受地理位置限制等优点的先进压缩空气储能系统迅速发展。随着储能系统功率等级的提升，所需高压空气的质量/体积流量增大，储能透平的排气面积越来越大，因此末级动叶片的长度随之增加，叶片长度增加带来的结构应力增大、叶型扭转回复形变大、不规则围带产生鼓风损失、叶片共振破坏等问题，将直接影响透平的能量转换效率和运行的安全稳定性，上述问题在火力发电、核能发电、工业拖动汽轮机组的发展过程中频繁出现。压缩空气储能系统具有频繁启停(每天从静止状态启动到满负荷运行至少一次)的特点，透平叶片承受明显的交变载荷，低负荷工况下末级动叶片通流的空气密度远大于汽轮机末级汽流密度，因此鼓风效应以及叶片受到的气流激振力比汽轮机末级动叶片强很本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于大功率空气透平的末级动叶片结构，包括叶身、中间体、叶根和围带，其中，所述围带设置在叶身的顶端，所述中间体设置在叶身的底端，所述叶根设置在所述中间体的底部，所述末级动叶片通过所述叶根固定在透平轮毂上，其特征在于，/n所述中间体的径向外侧表面、所述围带的径向内侧表面沿透平轴向均具有大于零的扩张角，使得末级动叶片流道的轮毂型线、机匣型线沿透平轴向均呈扩张型；/n所述围带沿透平周向的两端中，一端设置有卡槽，另一端设置有与所述卡槽的形状和尺寸相适配的凸起，每一所述卡槽均包括两个倾斜的工作面，分别为长工作面和短工作面，其中，长工作面临近所述围带的尾缘布置，短工作面临近所述围带的前缘布置；每一...

【技术特征摘要】
1.一种适用于大功率空气透平的末级动叶片结构，包括叶身、中间体、叶根和围带，其中，所述围带设置在叶身的顶端，所述中间体设置在叶身的底端，所述叶根设置在所述中间体的底部，所述末级动叶片通过所述叶根固定在透平轮毂上，其特征在于，
所述中间体的径向外侧表面、所述围带的径向内侧表面沿透平轴向均具有大于零的扩张角，使得末级动叶片流道的轮毂型线、机匣型线沿透平轴向均呈扩张型；
所述围带沿透平周向的两端中，一端设置有卡槽，另一端设置有与所述卡槽的形状和尺寸相适配的凸起，每一所述卡槽均包括两个倾斜的工作面，分别为长工作面和短工作面，其中，长工作面临近所述围带的尾缘布置，短工作面临近所述围带的前缘布置；每一所述凸起上也设置有与所述卡槽的两个倾斜工作面的形状和尺寸相适配的长工作面和短工作面；
相邻两末级动叶片之间通过其顶部围带上的卡槽和凸起进行互锁，以提高单个叶片的固有频率，所述卡槽与凸起之间相互配合的短工作面用于抑制离心力对末级动叶片中上部叶型的扭转回复作用，相互配合的长工作面用于在空负荷或低负荷工况下抑制鼓风产生的气流激振。


2.根据上述权利要求所述的末级动叶片结构，其特征在于，所述中间体的径向外侧表面沿透平轴向的扩张角(即末级动叶片流道的轮毂型线扩张角)θ1取值为0～15°，所述围带的径向内侧表面沿透平轴向的扩张角(即末级动叶片流道的机匣型线扩张角)θ2取值为0～45°，并且满足两个扩张角之和θ1+θ2≤45°。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱阳历，陈海生，李辉，胡东旭，李文，王星，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11